第7章 第4讲 空间直线、平面的平行(教用Word)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·数学
2026-08-12
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教辅
摘要:
该高中数学高考复习讲义聚焦空间直线与平面平行核心考点,涵盖线面、面面平行的判定及性质定理,按“定理梳理-关系转化-考点突破”逻辑架构知识,通过基础判断、改编题、综合证明等环节,结合判定性质应用方法指导,帮助学生构建平行关系解题体系。
讲义创新采用“分层突破+情境化教学”策略,如线面平行判定中引导学生取中点构造平行四边形,培养空间观念与逻辑推理能力。设置基础巩固、能力提升分层练习,配合即时方法总结,高效突破难点,助力学生形成解题思维,为教师把控复习节奏提供清晰路径。
内容正文:
第4讲 空间直线、平面的平行
课标要求 1.以立体几何的定义和定理为出发点,了解空间中线面平行、面面平行的有关性质与判定定理.
2.能运用基本事实、定理和已获得的结论证明一些有关空间图形平行关系的简单命题.
1.线面平行的判定定理和性质定理
类别
文字语言
图形语言
符号语言
判定定理
如果平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,那么该直线与此平面平行
⇒l∥α
性质定理
一条直线与一个平面平行,如果过该直线的平面与此平面相交,那么该直线与 交线平行
⇒l∥b
2.面面平行的判定定理和性质定理
类别
文字语言
图形语言
符号语言
判定定理
如果一个平面内的两条 相交直线与另一个平面平行,那么这两个平面平行
⇒α∥β
性质定理
两个平面平行,如果另一个平面与这两个平面 相交,那么两条
交线平行
⇒a∥b
常用结论
1.平行关系中的三个重要结论
(1)垂直于同一条直线的两个平面平行.
(2)平行于同一平面的两个平面平行.
(3)垂直于同一个平面的两条直线平行.
2.三种平行关系的转化
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若直线l∥b,直线b⊂α,则l∥α.( )
(2)若直线a∥平面α,P∈α,则过点P且平行于直线a的直线有无数条.( )
(3)如果一个平面内的两条直线平行于另一个平面,那么这两个平面平行.( )
(4)如果两个平面平行,那么分别在这两个平面内的两条直线平行或异面.( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√
2.(必修第二册P143 T1(1)改编)如果直线a∥平面α,那么直线a与平面α内的( )
A.一条直线不相交
B.两条直线不相交
C.无数条直线不相交
D.任意一条直线都不相交
解析:选D.因为直线a∥平面α,直线a与平面α无公共点,因此直线a与平面α内的任意一条直线都不相交.
3.(用结论)(多选)已知α,β是两个平面,m,n是两条直线,下列四个命题中正确的是( )
A.若m∥n,n∥α,则m∥α
B.若m∥α,n⊂α,则m∥n
C.若α∥β,m⊂α,则m∥β
D.若m⊥α,m⊥β,则α∥β
解析:选CD.若m∥n,n∥α,则m∥α或m⊂α,故A不正确;若m∥α,n⊂α,则m∥n或m与n异面,故B不正确;若α∥β,则α与β没有公共点,又因为m⊂α,所以m与β没有公共点,所以m∥β,故C正确;由线面垂直的性质可以证得,故D正确.
4.如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E为DD1的中点,则BD1与平面ACE的位置关系为____________.
解析:连接BD,设AC∩BD=O,连接OE(图略),则OE∥BD1,OE⊂平面ACE,BD1⊄平面ACE,所以BD1∥平面ACE.
答案:平行
5.如图,平面α∥平面β,△PAB所在的平面与α,β分别交于CD,AB,若PC=2,CA=3,CD=1,则AB=________.
解析:由面面平行的性质定理得,CD∥AB,所以=,所以AB===.
答案:
考点一 直线与平面平行
角度1 直线与平面平行的判定
如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为平行四边形,E,F分别为BC,PA的中点.
求证:EF∥平面PCD.
【证明】 方法一:取PD的中点H,连接HF,CH.
因为F为PA的中点,所以HF∥AD,且HF=AD,又E为BC的中点,四边形ABCD为平行四边形,所以EC∥AD,且EC=AD,
则HF∥EC,且HF=EC,所以四边形EFHC为平行四边形,所以EF∥CH.
又EF⊄平面PCD,CH⊂平面PCD,故EF∥平面PCD.
方法二:
取AD的中点G,连接FG,EG,因为F是PA的中点,所以FG∥PD,
又FG⊄平面PCD,PD⊂平面PCD,所以FG∥平面PCD,
同理得EG∥平面PCD.
又FG∩EG=G,FG,EG⊂平面EFG,所以平面EFG∥平面PCD.
又EF⊂平面EFG,所以EF∥平面PCD.
【感悟进阶】 证明线面平行的两种常用方法
(1)判定定理法:关键是在平面内找出(或作出)一条直线与已知直线平行,证明时注意用符号语言叙述证明过程;
(2)性质判定法:即两平面平行时,其中一个平面内的任何直线都平行于另一个平面.
角度2 直线与平面平行的性质
如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为直角梯形,BC∥AD,BC=AD,E为AD的中点,F为棱PC上的点,平面BEF与棱PD相交于点G.求证:BE∥FG.
【证明】 因为E为AD的中点,所以DE=AD=BC.又因为DE∥BC,所以四边形BCDE为平行四边形,所以BE∥CD.又因为BE⊄平面PCD,CD⊂平面PCD,所以BE∥平面PCD.因为BE⊂平面BEF,平面BEF∩平面PCD=FG,所以BE∥FG.
【感悟进阶】 应用线面平行的性质定理的关键是确定交线的位置,有时需要经过已知直线作辅助平面确定交线.
如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD 为平行四边形,N是PB的中点,过A,N,D三点的平面交PC于点M.求证:
(1)PD∥平面ANC;
(2)M是PC的中点.
证明:(1)连接BD,设AC∩BD=O,连接NO,
因为底面ABCD是平行四边形,
所以O是BD的中点,
又N是PB的中点,所以PD∥NO,
又NO⊂平面ANC,PD⊄平面ANC,
所以PD∥平面ANC.
(2)因为底面ABCD为平行四边形,所以AD∥BC,因为BC⊄平面ADMN,AD⊂平面ADMN,所以BC∥平面ADMN.
因为平面PBC∩平面ADMN=MN,BC⊂平面PBC,所以BC∥MN,又N是PB的中点,所以M是PC的中点.
考点二 平面与平面平行
如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,E,F,G分别为B1C1,A1B1,AB的中点.
(1)求证:平面A1C1G∥平面BEF;
(2)若平面A1C1G∩BC=H,求证:H为BC的中点.
【证明】 (1)因为E,F分别为B1C1,A1B1的中点,所以EF∥A1C1,因为A1C1⊂平面A1C1G,EF⊄平面A1C1G,所以EF∥平面A1C1G,因为F,G分别为A1B1,AB的中点,A1B1綉AB,所以A1F綉BG,所以四边形A1GBF为平行四边形,则BF∥A1G,因为A1G⊂平面A1C1G,BF⊄平面A1C1G,所以BF∥平面A1C1G,又EF∩BF=F,EF,BF⊂平面BEF,所以平面A1C1G∥平面BEF.
(2)因为平面A1C1G∩BC=H,BC⊂平面ABC,所以平面A1C1G与平面ABC有公共点H,又平面A1C1G与平面ABC有公共点G,所以平面A1C1G∩平面ABC=GH,因为平面ABC∥平面A1B1C1,平面A1C1G∩平面A1B1C1=A1C1,所以A1C1∥GH,则GH∥AC,因为G为AB的中点,所以H为BC的中点.
【感悟进阶】
注意 利用面面平行的判定定理证明两平面平行,需要说明在一个平面内的两条直线是相交直线.
如图,在四棱锥P-ABCD 中,底面ABCD是菱形,AC与BD交于点O,E,F分别是棱PA,PB的中点,连接OE,OF,EF.
(1)求证:平面OEF∥平面PCD.
(2)若平面ABCD∩平面OEF=l,求证:AB∥l.
证明:(1)因为E,F分别是棱PA,PB的中点,所以EF∥AB.因为四边形ABCD为菱形,
所以AB∥CD,所以EF∥CD.又CD⊂平面PCD,EF⊄平面PCD,所以EF∥平面PCD.
又O是BD的中点,所以FO∥PD.
又PD⊂平面PCD,FO⊄平面PCD,
所以FO∥平面PCD.
因为FO∩EF=F,FO,EF⊂平面OEF,所以平面OEF∥平面PCD.
(2)由(1)可知平面OEF∥平面PCD,
又平面ABCD∩平面OEF=l,平面ABCD∩平面PCD=CD,所以CD∥l.又因为四边形ABCD为菱形,所以AB∥CD,故AB∥l.
考点三 平行关系的综合应用
如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,P,Q分别为对角线BD,CD1上的点,且==.
(1)求证:PQ∥平面A1D1DA;
(2)若R是AB上的点,的值为多少时,能使平面PQR∥平面A1D1DA?请给出证明.
【解】 (1)证明:如图,连接CP并延长与DA的延长线交于M点,连接MD1,
因为四边形ABCD为正方形,所以BC∥AD,故△PBC∽△PDM,所以==,又因为=,所以==,所以PQ∥MD1.又MD1⊂平面A1D1DA,PQ⊄平面A1D1DA,故PQ∥平面A1D1DA.
(2)当的值为时,能使平面PQR∥平面A1D1DA.如图,证明
如下:因为=,即=,故=,所以PR∥DA.又DA⊂平面A1D1DA,PR⊄平面A1D1DA,所以PR∥平面A1D1DA.又由(1)知PQ∥平面A1D1DA,PQ∩PR=P,PQ,PR⊂平面PQR,所以平面PQR∥平面A1D1DA.
【感悟进阶】 利用线面平行的判定和性质定理,可以实现与线线、面面平行的转化,尤其在截面图的画法中,常用来确定交线的位置,对于最值问题,常用观察特殊位置或函数思想来解决.
如图所
示,四边形EFGH为空间四边形ABCD的一个截面,若该截面为平行四边形.
(1)求证:AB∥平面EFGH,CD∥平面EFGH;
(2)若AB=4,CD=6,求四边形EFGH周长的取值范围.
解:(1)证明:因为四边形EFGH为平行四边形,所以EF∥HG.因为HG⊂平面ABD,EF⊄平面ABD,所以EF∥平面ABD.又因为EF⊂平面ABC,平面ABD∩平面ABC=AB,所以EF∥AB,又因为EF⊂平面EFGH,AB⊄平面EFGH,所以AB∥平面EFGH.
同理可得CD∥平面EFGH.
(2)设EF=x(0<x<4),
由(1)知EF∥AB,FG∥CD,所以=,
则===1-,
所以FG=6-x,
因为四边形EFGH为平行四边形,所以四边形 EFGH 的周长L=2(x+6-x)=12-x.又因为0<x<4,所以8<L<12,故四边形EFGH周长的取值范围是(8,12).
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